23.07.2020



Российскиехимики получили новый фотохромный — способный менять цвет при освещении — комплексВисмута(III)сткакнаабаемамиатетиенотоарммрииктраиоеанмтмни。На основе этого соединениябыли созданы элементы оптической памяти и показаны их высокая эффективность истабильность. Исследование,поддержанноегрантом Президентскойпрограммы Российского научного фонда (РНФ), в перспективе поможет расширитьэлементную базу для микроэлектроники. Результаты работыопубликованыв журнале化学通讯。

Современные控制控制控制控制построены на основе электрических переключателей, или транзисторов. Они могут формироватьдва квазистабильных электрических состояния: «открытого», способного обеспечитьперенос электронов, и «закрытого», блокирующего этот поток. Транзисторысодержат элементы, которые накапливают и удерживают электрический заряд. 俄克拉荷马州величины этого заряда зависит возможность протекания электрического тока приопределенном приложении напряжения к выводам транзистора. В элементах памяти «открытое»состояние кодирует логическую единицу, а «закрытое» — нуль, или наоборот. записать или стереть один бит информации нужно просто переключить транзистормежду этими состояниями. При использовании фотохромных материалов длянакопления и удерживания зарядов переключение требует светового импульса, частоилижением。

Виологеновые(C)10H(H)8N个2R(右)2)2+с двумя заместителями (R) 第二名。Некоторые галогенидные, то есть快速增长(F,Cl、Br、I)、комПаексметамаалотсвиоланенакмимоаутиемнттцвет при освещении. Несмотря на всю привлекательность оптоэлектронныххарактеристик этих соединений, пока что такие комплексы не находили примененияв электронике. В своей работе ученые из Сколковского института науки итехнологий (Москва), Института проблем химической физики РАН (Черноголовка) и Институтанеорганической химии имени А. В. Николаева Сибирского отделения РАН(Новосибирск) впервые получили светочувствительный комплекс висмута соптимальными свойствами и показали возможность его использования как материала вустройствах для записи и хранения информации.

«Делов том, что фотохромные свойства подобных комплексов были описаны ранее.Одновременно с этим были получены устройства памяти на другихвиологенсодержащих соединениях. По сути, мы просто совместили эти два факта ипопробовали проверить, как это сработает уже на наших, новых соединениях», —поясняет руководитель проекта по гранту РНФСергей Адонин, докторхимических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории синтеза комплексныхсоединенийИнститута неорганической химии СОРАН.

«собрали» органические полевые транзисторы с дополнительным светочувствительнымслоем из комплекса висмута с виологеновыми катионами. Для этого напромежуточном этапе «сборки» они осадили кристаллические пленки комплекса изиди。Ученые выяснили, что устройствоможно «программировать», то есть обратимо переключать между двумя или даженесколькими квазистабильными электрическими состояниями. Для этого нужно податьимпульс света при одновременном наложении электрического потенциала междуэлектродами устройства. Реализация нескольких состояний в одном транзистореоткрывает большие возможности для создания мультибитных элементов памяти длязаписи информации с высокой плотностью.

Заполсекунды программирования ток, текущий через канал транзистора, изменяется в100 раз, а при увеличении времени до нескольких десятков секунд — в 10 000 раз.Этот показатель указывает на высокую эффективность работы устройства и являетсяодним из лучших среди известных органических светочувствительных полевыхтранзисторов. Авторы предполагают, что разработанные устройства позволятдлительное время хранить записанную информацию и будут выдерживать большоечисло циклов записи-чтения-стирания. В работе уже продемонстрированастабильность в течение более 200 циклов.

(jpg,77 Kб)

Картинка.Схема органического светочувствительного полевого транзистора на основе исследованныхфотохромных комплексов висмута с виологеновыми катионами. Внизу слева показаноизображение поперечного разреза элемента, полученное с помощью сканирующейэлектронной микроскопии. Исачник:达希齐尔诺娃等人/化学通信,2020年

©РАН 2024